Científicos resuelven el misterio del cometa Oumuamua

tLos astrónomos que operan el telescopio Pan-STARRS1 en Maui no esperaban alcanzar una tarifa cósmica el 19 de octubre de 2017, pero lo hicieron. En lo que de otro modo era un cielo nocturno ordinario, de repente descubren lo que fácilmente es el cometa más extraño jamás descubierto. Su alta velocidad, 87 km por segundo (54 millas por segundo), y su alto ángulo elíptico sugieren que se originó en el espacio profundo, y es el primer objeto interestelar conocido en ingresar a nuestro sistema solar. Tenía forma de cigarro y, como los cometas, era pequeño: 115 metros (377 pies) de largo y 19 metros (62 pies) de ancho.

Más importante aún, el cometa, que ha sido apodado ‘Oumuamua (en hawaiano, «mensajero de lejos que llega primero»), en realidad se aceleró durante la parte final de su tránsito, más de lo que podría explicar la influencia gravitatoria del sol. Eso llevó a los científicos a especular incluso que el objeto podría ser en realidad una nave espacial extraterrestre, acelerando por su propia fuerza mientras se precipita hacia nuestro sistema solar.

En los años transcurridos desde el descubrimiento de Oumuamua, la mayoría de la gente ha dejado de lado la charla sobre extraterrestres, pero nadie ha explicado aún cómo, de hecho, el objeto desafió la física tradicional de los cometas y golpeó el gas cuando abandonó nuestro sistema solar. Ahora, finalmente, nueva hoja en naturaleza Él podría tener la respuesta, y tiene todo que ver con el hidrógeno molecular.

Cada cometa que pasa a través de nuestro sistema solar está acelerando su salida. Por un lado, a medida que gira alrededor del lado más alejado del sol, la gravedad solar le da una especie de empuje de grieta sueco. Además, el polvo de la superficie del cometa es expulsado por el calor solar, proporcionando un chorro natural que añade una aceleración aún mayor. Pero ‘Oumuamua era demasiado joven para contener polvo superficial, negándole el halo brillante, o coma, que rodea el cuerpo de los cometas comunes, así como la configuración distintiva de la cola del cometa.

«Cuando los astrónomos buscaron signos comunes de actividad de desgasificación, no pudieron encontrarlo [on Oumuamua]dice Jenny Bergner, profesora de química en la Universidad de California, Berkeley, y autora principal del nuevo artículo. Y aunque Oumuamua capturó algo de energía del empuje gravitacional del Sol, los cálculos mostraron que el aumento en la velocidad fue demasiado grande para que este factor lo explicara por sí solo.

«Lo más misterioso de ‘Oumuamua fue esta aceleración no gravitacional increíblemente importante», dice Daryl Seligman, doctor posdoctoral en astronomía en la Universidad de Cornell y coautor del artículo.

Una posible respuesta, dice Seligman, es lo que se conoce como el efecto Yarkovsky, un fenómeno por el cual pequeños cuerpos como asteroides, o pequeños cometas como ‘Oumuamua, absorben fotones del sol y los vuelven a irradiar en una especie de penacho. Pero este efecto también fue demasiado pequeño para explicar el grado de aceleración de Oumuamua.

Eso dejaba tres posibles explicaciones: la propulsión proporcionada por el nitrógeno, el monóxido de carbono o el hidrógeno molecular (H2). Estos tres gases están presentes en los cometas y los tres son lo que se conoce como supervolátiles. «Realmente quieren estar en la fase gaseosa todo el tiempo, pero a veces pueden congelarse», dice Bergner.

Cuando Oumuamua estuvo en el espacio profundo, el material ya endurecido se congeló y se expuso a temperaturas tan bajas como -269 grados Celsius (-450 grados Fahrenheit). Teóricamente, a medida que el cometa se acerca al sol, estos vehículos de hipervelocidad podrían calentarse y arrojar gases como penachos, dando a ‘Oumuamua el impulso que necesita para explicar la aceleración gravitatoria adicional. El mismo proceso ocurriría en otros cometas, pero son demasiado grandes para verse muy afectados por un empujón tan sutil. Un pequeño cometa como ‘Oumuamua sería otra cosa

En el curso de su trabajo, Bergner y Seligman ejecutaron modelos informáticos para determinar tanto la composición general del cometa como el llamado «equilibrio» de los supervolátiles, es decir, la cantidad de monóxido de carbono, nitrógeno y H2. También realizaron modelos térmicos para estimar cómo el cambio de temperatura desde el espacio profundo hasta el sistema solar interior más cálido afecta a esos materiales. En general, determinaron que las cantidades de monóxido de carbono y nitrógeno a bordo de ‘Oumuamua serían demasiado bajas para explicar la liberación de gases y la aceleración. Pero H2 sería un asunto diferente.

Oumuamua, como la mayoría de los cometas, es rico en agua. Antes de que el cometa ingresara al sistema solar, el frío extremo en el espacio profundo habría provocado que el agua se congelara en hielo en lo que se conoce como estado amorfo. En lugar de la estructura cristalina sólida del hielo normal, el hielo amorfo es poroso y salpicado de bolsas. La exposición al espacio profundo también tendrá un segundo efecto sobre el hielo: la radiación cósmica hace que algunas moléculas de H2 se rompan en moléculas de H2O. El H2 se acumulará en los poros del hielo amorfo, como combustible en pequeños tanques de combustible. Cuando ‘Oumuamua entró en el sistema solar interior, se calentó lo suficiente como para que el hielo se transformara en su estado cristalino, esencialmente sellando las bolsas y expulsando H2 del cometa, proporcionando el empuje que explica la aceleración.

«Cuando la matriz hidrófila tiene suficiente energía, se reorganiza en una configuración más estable y compacta», dice Bergner. «En el proceso, pierdes esos poros y el hidrógeno puede escapar a través de la superficie».

Entonces, pregunta respondida, problema resuelto y, desafortunadamente, no hay naves extraterrestres en la mezcla. Bergner, Seligman y otros astrónomos buscarán pequeños cometas oscuros similares cuando Observatorio Vera C. Rubin Los trabajos comenzaron en el desierto de Atacama en Chile en el año 2025, con el costo específico de dedicar parte del tiempo de observación a la búsqueda de gases de hidrógeno emitidos por los cometas. Antes de 2017, los astrónomos ni siquiera sabían que existía un tipo de cometa como ‘Oumuamua. Ahora, gracias al Observatorio Rubin y a los astrónomos que se beneficiarán de él, aprenderemos más sobre su comportamiento, composición, población y más.

La conclusión principal es que ‘Oumuamua corresponde a ser un cometa interestelar estándar que ha experimentado un procesamiento extenso. [in space]dijo Bergner en un comunicado que acompaña al comunicado del periódico. Si Oumuamua existe, se necesita encontrar más.

escribir a Jeffrey Kluger en [email protected].